Импульсный функциональный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G06G7/26 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике электронного моделирования, системам автоматического регулирования. Известен импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, соединенный выходом со входом многоканального распределителя импульсов, выход которого подключен ко входу генератора пилоЪбразного напряжения, выход которого через перв масштабный резистор соединен со входо нуль-органа, подключенного также через второй масштабньй резистор к первому входу импульсного функциональнего преобразователя, йричем .второй вход преобразователя через ряд параллельных цепей, каждая из которых состоит из последовательг.о соединенных регулируемого резистора и ключа, подключен ко йходу выходного усилителя с усредняющей обратной связью lj . Недостатком данного импульсного функционального преобразователя является сложность регулировки выходного сигнала в узлах интерполяции. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является импульс ный функциональный преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу N-канального распределителя импульсов генератор пилообразного напряжения, вход запуска которого подключен к первому вькоду N-канального распределителя импульсов, нуль-oprdH, вхов , которого через первый токозадакиций резистор подключен к входу задания аргумента преобразователя, а через второй токозадающий резистор подключен к выходу генератора пилообразного напряженя, выход нуль-органа подключен к входу формирователя импульсов стабильной длительности, формирователь функции, содержащий операционньш усилитель, выход которого подключен к первому выводу резистора обратной связи, m(,...,N) масштабных резисторов, первый вьшод первого масштабного резистора подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к входу операционного ус лителя, выход которого является выходом преобразователя 2J , Недостатком известного импульсного функционального преобразователя является сложность устройства и ораниченные функциональные возможности, не по воляющие воспроизводить несколько независимых функций одного аргумента, а также снижение:до нуля выходного сигнала за пределами области определения воспроизводимой функции. Цель изобретения - упрощение преобразователя и расширение функциональных возможностей за счет задания области определения воспроизводимой функции. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный функциональный преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу N-канального распределителя импульсов, генератор пилообразного напряжения, вькод запуска которого подключен к первому выходу N-канального распределителя импульсов, нуль-орган, вход которого через первый токозадающий резистор подключен к входу задания аргумента преобразователя, а через второй токозадающий разистор подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход нуль-органа подключен к входу формирователя импульсов стабильной длительности, формирователь функции, содержащий операционный усилитель, выход которого подключен к первому вьшоду резистора обратной связи, m(,...,N) масштабньк резисторов, : первый вывод первого масштабного резистора подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к входу операционного усилителя, вькод которого является выходом преобразователя, в форм1фователь функции введен интегрируюпрй конденсатор, первая и вторая обкладки которого подключены соответственнок входу и выходу операционного усилителя, N-канальный распределитель импульсов содержит два дополнительных импульсных выхода, через третий и четвертьй токозадающий резисторы подключенные к входу нуль-органа, выход формирователя импульсов стабильной длительности подключен к управляющему входу ключа формирователя функции, первые выводы га-масштабных резисторов объединены и подключены ко второму выводу резистора обратной связи, вторые выводы m масштабных резисторов подключены к соответствующим выходам N-канального распределителя импульсов. На чертеже показана функциональная схема импульсного функционального преобразователя.

Импульсньй функциональный преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, N-канальный распределитель 2 импульсов, генератор пилообразного 3 напряжения, нуль-орган 4, четьфе токозадающих резистора 5-8, формирователь 9 импульсов стабильной длительности, формирователь 10 функции, содержащий операционный усили.тель 11, резистор 12 обратной связи, m масштабных резисторов 13,...13, интегрирующий конденсатор 14, ключ 15

Импульсный функциональньй преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов переключает N-канальный распределитель 2 импульсов, импульс на первом выходе которого запускает генератор 3 пилообразного напряжения, стабильный по амплитуде длительности импульс формируется только на одном из m выходов N-канального распределителя 2 импульсов, а на остальных выходах напряжение равно нулю. По окончании импульса на N-M выходе N-канального распределителя 2 импульсов на его первом дополнительном выходе формируется икшульс, длительность которого соответствует двум тактам работы преобразователя, этим импульсом нульорган 4 удерживается в отключенном состоянии. Импульс со второго дополнительного выхода N-канального распределителя импульсов, совпадающий по времени с импульсов на N-M выходе, включает нуль-орган 4, если он не был включен ранее управляющими сигналами. Напряжение U на выходе генератора пилообразного напряжения 3 линейно возрастает от О до и„ тох течение дей ствия m импульсов Ы-канального распределителя 2 импульсов, по окончании последнего из которых происходит быстрое снижение U до нуля.

До началарабочего цикла (момент t ) нуль-орган 4 удерживается в отключенном состоянии сигналом с первог дополнительного выхода N-канального распределителя 2 импульсов. В момент t(j удерживающий сигнал снимается и нуль-орган 4 переводится в режим сравнения сигналов, поступающих с входа задания аргумента преобразователя и с выхода генератора 3 пилообразного напряжения. В момент t, когда Uf равно и противоположно напряжению Ig, срабатывает нуль-орган 4 и включает фор1 а1роватль 9 стабильной длительности, сигнал с выхода которого на заданное время д t открывает ключ 15 и переводит операционный усилитель 11 из режима хранения в режим записи информации. В установившемся режиме работы электрический заряд q, паступающий на вход интегратора, образованного операционным усилителем 11 и интегрирующим конденсатором 14, за время, когда ключ 15 замкнут, равен нулю.

Отсюда следует, что напряжение на выходе операционного усилителя 11 пропорционально сопротивлению резистора 12 обратной связи и электрическому заряду Q.

Величина электрического заряда Q определяется по формуле

iti

где 1 - номер такта,в течение которого начинается импульс,открывающий ключ 15; i+l - номер такта, в течение которого заканчивается импульс, открывающий ключ; Ot - доля импульса, открывакицего ключ, приходящийся на такт i

ut - полное время открытия ключа, равное одному такту;

- сопротивление i-ro масштабного резистора;

R- - сопротивление i+1-го масщтабного резистора:

и - напряжение на i-м выходе

N-канального распределителя 2 импульсов в течение i-ro такта;

и« - напряжение на i+1-м выходе N-начального распределителя 2 импульсов в течение i+1-го такта.

Следовательно, предлагаемое устройство осуществляет линейную интерполяцию между узлами, равномерно расположенными на оси X с ординатами, определяемыми проводимостями масштабных резисторов.

Настройка функции в узле интерполяции независимая и осуществляется помощью одного масштабного резистора.

Изменение ординаты уэла интерполяции сказывается на положении только двух прилегающих к нему участков характеристики.

1124335

Возможность воспроизведения нескольких независимых функ1:р1Й одного аргумента может быть достигнута подключением дополнительных формирователей функции.

ИМПУЛЬСНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу N-канального распределителя импульсов, генератор пилообразного напряжения, вход запуска которого подключен к первому выходу N-канального распределителя импульсов, нуль-орган, вход которого через первьй токозадающий резистор подключен к входу задания аргумента преобразователя, а через второй токозадающий резистор подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход нуль-органа подключен к входу формирователя импульсов., стабильной длительности, формирователь функции, содержащий операционный усилитель, вькод которого подключен к первому выводу резистора обратной связи, m(,...,N) масштабных резисторов, первый вывод первого масштабного резистора подключен к информационному входу ключа, выход которого подключен к входу операционного усилителя, выход которого является выходом преобразователя, отличающи йс я тем, что, с целью упрощения преобразователя и расширения функциональных возможностей за счет задания области определения воспроизводимой функции, в формирователь функции введен интегрирующий конденсатор, первая и вторая обкладки которого подключены соответственно к входу и выходу операци- р онного усилителя, М -канальный распре(Л делитель импульсов содержит два дополнительных импульсных выхода, через третий и четвертый токозадающие резисторы подключенные к входу нуль- g органа, выход формирователя импульсов стабильной длительности подключен к управляющему входу ключа формирователя функции, первые вьюоды. m масштабных резисторов объединены и подключены ко второму выводу резистора обратной связи, вторые выводы m масштабных резисторов подключены к соотел ветствукмцим выходам N-канального распределителя импульсов.